ضبط ویدیو به یکی از خصوصیات بدیهی تلفن‌های هوشمند امروزی تبدیل شده و حالا دیگر ضبط ویدیوی 4K نیز ویژگی تازه‌ای محسوب نمی‌شود. از سوی دیگر، مدت زیادی است که دوربین‌های دیجیتال امکان ضبط ویدیو حرکت آهسته (Slow Motion) را فراهم می‌کنند. همان‌طور که می‌دانید، این ویدیوها یک رویداد را با سرعت بسیار پایین‌تری نمایش می‌دهند. برای ضبط ویدیوهای حرکت آهسته، برخلاف اسم آن‌ها، دوربین باید با سرعت بالاتری به ثبت فریم‌ها بپردازد. برای مثال اگر قرار باشد ویدیو با سرعت ٣٠ فریم در ثانیه نمایش داده شود، ویدیو باید با سرعت ۶٠ فریم در ثانیه ضبط شود تا هنگام نمایش سرعت اتفاقات را به نصف کاهش دهد.

مدل‌های مختلفی از تلفن‌های هوشمند قبلا از ضبط ویدیوی حرکت آهسته پشتیبانی می‌کردند و این قابلیت را با سرعت‌هایی تا سطح ٢۴٠ فریم بر ثانیه در اختیار کاربران قرار می‌دادند. برای مثال، گوشی‌های جدید آی‌فون از سرعت ضبط ٢۴٠ فریم بر ثانیه پشتیبانی می‌کند که می‌تواند سرعت واقعی را تا یک هشتم کاهش دهد.

حالا کاربران گوشی‌های +‏Galaxy S9/S9 سرعت‌هایی تا سطح ٩۶٠ فریم بر ثانیه را در اختیار دارند که به آن‌ها امکان می‌دهد سرعت واقعی اتفاقات را تا ٣٢ برابر کاهش دهند. در حال حاضر تنها تلفن هوشمند Xperia XZ2 شرکت سونی قادر است قابلیت مشابهی را ارائه کند. به‌وضوح می‌توان دید که این جهش قابل توجه در زمینه ثبت فریم‌ها است، اما سامسونگ چطور توانسته چنین قابلیتی را پیاده‌سازی کند.

مساله

دوربین‌های دیجیتال برای ثبت تصویر از یک حسگر استفاده می‌کنند که وظیفه فیلم عکاسی را در دوربین‌های قدیمی بر عهده دارد. این حسگر برای زمان معینی در معرض نور ورودی از لنز قرار می‌گیرد تا بتواند تصویر را ثبت کند. اگر نور ورودی از لنز بخاطر شرایط تاریک محیط عکاسی یا بسته بودن دیافراگم کمتر باشد، تصویر تاریک و دارای نویز بیشتری خواهد بود. در عین حال، هر چه زمان قرار گرفتن حسگر در معرض نور کوتاه‌تر شود، باز هم حسگر نور کافی دریافت نخواهد کرد.

از سوی دیگر، حسگرهای CMOS مورد استفاده در تلفن‌های هوشمند امروزی، تصاویر را به‌صورت ترتیبی ثبت می‌کنند که در سرعت‌های بالایی در سطح ٩۶٠ فریم در ثانیه کاملا مشکل‌ساز خواهد بود زیرا تغییرات نویز و سطح نوردهی باعث می‌شود ویدیوی به‌دست آمده کیفیت بسیار پایینی داشته باشد.

راه‌حل

فناوری مدرن حسگرها تا امروز به‌خوبی کار خود را در زمینه نوردهی سریع عکس‌ها و کاهش انحراف تصویری انجام داده است. در واقع همان‌طور که قبلا نیز اشاره کردیم، تولیدکنندگان تاکنون هیچ مشکلی با پیاده‌سازی ضبط حرکت آهسته با سرعت‌های تا 240 فریم بر ثانیه نداشتند. با این‌حال، رسیدن به سرعت ٩۶٠ فریم بر ثانیه مستلزم بهره‌گیری از یک ساختار جدید در حسگرهای CMOS و فناوری زیربنایی آن‌ها بود.

رساندن سرعت از ٢۴٠ به ٩۶٠ فریم بر ثانیه به‌معنای چهار برابر شدن سرعت تصویربرداری است. راه‌حل سامسونگ، یک ماژول دوربین پشته‌سازی شده سه لایه بود که از یک حسگر CMOS‌در بالا، یک مدار Readout برای دریافت اطلاعات حسگر که عملکرد آن 4 برابر بهبود یافته است در وسط، و یک حافظه DRAM اختصاصی دوربین در پایین تشکیل شده است. در واقع +‏Galaxy S9/S9 تنها به‌لطف یک مدار بسیار سریع‌تر و همین حافظه اختصاصی می‌توانند ویدیوها را با سرعت ٩۶٠ فریم بر ثانیه ضبط کنند. حتی با تمام تمهیدات فوق، شما هر بار می‌توانید تنها ٠/٢ ثانیه را با چنین سرعتی ضبط کنید.

شاید ٠/٢ ثانیه زمان قابل استفاده‌ای به‌نظر نرسد اما توجه داشته باشید شما معمولا رویدادهای بسیار سریع و کوتاهی را با چنین سرعتی تصویربرداری می‌کنید، هر چند که دقت و هماهنگی شروع ضبط با حرکت آهسته به تمرین و کسب مهارت نیاز دارد. همچنین، این قابلیت فعلا تنها در وضوح 720p قابل استفاده است. حتی اگر شما از قابلیت ضبط حرکت فوق آهسته دوربین تلفن هوشمند خود استفاده نکنید، ساختار جدید ماژول دوربین به +‏Galaxy S9/S9 امکان می‌دهد عکس‌های بسیار بهتری را در شرایط نوری ضعیف ثبت کنند. در واقع دوربین می‌تواند عکس‌های متعددی را ثبت کرده و با پردازش دسته‌ای آن‌ها، یک عکس با نویز پایین‌تر و جزییات بهتر را به‌عنوان خروجی ارائه کند.

بر اساس شرایط موجود به‌نظر می‌رسد گام بعدی در این مسیر افزایش مدت ضبط ویدیوی حرکت آهسته و همچنین رساندن کیفیت تصویر به Full HD است. با این‌حال، این نوع پیشرفت‌های فناوری و بهسازی ساختار حسگرهای تصویری بدون تردید راه را برای دستیابی به نتایج بسیار مطلوب‌تری هموار می‌کنند.